杠杆是一种简单机械。
在力的作用下能绕着固定点转动的硬棒就是杠杆(lever).
跷跷板、剪刀、扳子、撬棒等,都是杠杆。
滑轮是一种变形的杠杆,且定滑轮是一种等臂杠杆,动滑轮是一种动力臂是阻力臂的两倍的杠杆
杠杆绕着转动的固定点叫做支点
使杠杆转动的力叫做动力
阻碍杠杆转动的力叫做阻力
当动力和阻力对杠杆的转动效果相互抵消时,杠杆将处于平衡状态,这种状态叫做杠杆平衡
杠杆平衡时保持在水平位置静止或匀速转动。
通过力的作用点沿力的方向的直线叫做力的作用线
从支点O到动力F1的作用线的垂直距离L1叫做动力臂
从支点O到阻力F2的作用线的垂直距离L2叫做阻力臂
使用杠杆时,如果杠杆静止不动或绕支点匀速转动,那么杠杆就处于平衡状态。
动力臂×动力=阻力臂×阻力,即L1F1=L2F2,由此可以演变为F2/F1=L1/L2
杠杆的平衡不仅与动力和阻力有关,还与力的作用点及力的作用方向有关。
杠杆是一种简单机械;一根结实的棍子(最好不会弯又非常轻),就能当作一根杠杆了。上图中,方形代表重物、圆形代表支持点、箭头代表用,这样,你看出来了吧?在杠杆右边向下杠杆是等臂杠杆;第二种是重点在中间,动力臂大于阻力臂,是省力杠杆;第三种是力点在中间,动力臂小于阻,是费力杠杆。
费力杠杆例如:剪刀、钉锤、拔钉器……杠杆可能省力可能费力,也可能既不省力也不费力。这要看力点和支点的距离:力点离支点愈远则愈省力,愈近就愈费力;还要看重点(阻力点)和支点的距离:重点离支点越近则越省力,越远就越费力;如果重点、力点距离支点一样远,如定滑轮和天平,就不省力也不费力,只是改变了用力的方向。
省力杠杆例如:开瓶器、榨汁器、胡桃钳……这种杠力点一定比重点距离支点近,所以永远是省力的。
如果我们分别用花剪(刀刃比较短)和洋裁剪刀(刀刃比较长)剪纸板时花剪较省力但是费时;而洋裁剪则费力但是省时。
1.剪较硬物体
要用较大的力才能剪开硬的物体,这说明阻力较大。用动力臂较长、阻力臂较短的剪刀。
2.剪纸或布
用较小的力就能剪开纸或布之类较软的物体,这说明阻力较小,同时为了加快剪切速度,刀口要比较长。用动力臂较短、阻力臂较长的剪刀。
3.剪树枝
修剪树枝时,一方面树枝较硬,这就要求剪刀的动力臂要长、阻力臂要短;另一方面,为了加快修剪速度,剪切整齐,要求剪刀刀口要长。用动力臂较长、阻力臂较短,同时刀口较长的剪刀。
①定滑轮的动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径,所以定滑轮实际上是等臂杠杆,因此使用定滑轮不能省力,但可以改变力的方向.
②动滑轮的动力臂等于滑轮的直径,阻力臂等于滑轮的半径,所以动滑轮实际上就是省力杠杆,因此使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向;
③滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合,既可以省力也可以改变用力的方向;
故答案为:等臂;改变力的方向;g倍;一半的力;力的方向;费距离;省力;改变力的方向.
使用定滑轮不能省力,但能改变力的方向;由于定滑轮的动力臂等于阻力臂,因此定滑轮属于等臂杠杆;定滑轮的五要素如图所示
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滑轮
由可绕中心轴转动有沟槽的圆盘和跨过圆盘的柔索(绳、胶带、钢索、链条等)所组成的可以绕着中心轴转动的简单机械。滑轮是杠杆的变形,属于杠杆类简单机械。在我国早在战国时期的著作《墨经》中就有关于滑轮的记载。中心轴固定不动的滑轮叫定滑轮,是变形的等臂杠杆,不省力但可以改变力的方向。中心轴跟重物一起移动的滑轮叫动滑轮,是变形的不等臂杠杆,能省一半力,但不改变力的方向。实际中常把一定数量的动滑轮和定滑轮组合成各种形式的滑轮组。滑轮组既省力又能改变力的方向。
工厂中常用的差动滑轮(俗称手拉葫芦)也是一种滑轮组。滑轮组在起重机、卷扬机、升降机等机械中得到广泛应用。
滑轮有两种:定滑轮和动滑轮
(1)定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可改变作用力方向.
定滑轮的特点
通过定滑轮来拉钩码并不省力。通过或不通过定滑轮,弹簧秤的读数是一样的。可见,使用定滑轮不省力但能改变力的方向。在不少情况下,改变力的方向会给工作带来方便。
定滑轮的原理
定滑轮实质是个等臂杠杆,动力L1、阻力L2臂都等于滑轮半径。根据杠杆平衡条件也可以得出定滑轮不省力的结论。
(2)动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省1/2力多费1倍距离.
动滑轮的特点
使用动滑轮能省一半力,费距离。这是因为使用动滑轮时,钩码由两段绳子吊着,每段绳子只承担钩码重的一半。使用动滑轮虽然省了力,但是动力移动的距离大于钩码升高的距离,即费了距离。
动滑轮的原理
动滑轮实质是个动力臂(L1)为阻力臂(L2)二倍的杠杆。
(3)滑轮组:由定滑轮跟动滑轮组成的滑轮组,既省力又可改变力的方向.
滑轮组用几段绳子吊着物体,提起物体所用的力就是总重的几分之一.绳子的自由端绕过动滑轮的算一段,而绕过定滑轮的就不算了.
使用滑轮组虽然省了力,但费了距离,动力移动的距离大于重物移动的距离.
滑轮组的用途:
为了既节省又能改变动力的方向,可以把定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。
省力的大小
使用滑轮组时,滑轮组用几段绳吊着物体,提起物体所用的力就是物重的几分之一。
滑轮组的特点
用滑轮组做实验,很容易看出,使用滑轮组虽然省了力,但是费了距离——动力移动的距离大于货物升高的距离。
分析 要解答本题需掌握:定滑轮可以改变力的方向,但不省力,也不省距离。 解答 因为定滑轮的动力臂和阻力臂都等于定滑轮半径, 所以定滑轮的实质是一个等臂杠杆,使用定滑轮不省力,也不省距离;但能改变力的方向; 所以拉力等于物体所受的重力,绳子自由端移动的距离等于物体上升的高度,绳子自由端移动的速度等于物体上升的速度, 即:F拉=G;s绳=h,V绳=h/t。 故答案为:等臂;力;力的方向;G;h;h/t。